(57)【要約】【課題】  吸着式冷凍装置の特性に応じた吸着冷凍能力を発揮できるように冷凍サイクルに組み合わせることで、冷凍サイクル側の効率向上および吸着冷凍能力の向上が図れることが可能な冷凍装置を実現する。【解決手段】  第１冷媒が封入され、冷凍サイクルを備える冷凍装置において、吸着コア１３０、１４０が第２冷媒を吸着するとき第２冷媒を蒸発させる第２蒸発器１５０、１６０を具備する吸着式冷凍装置１００が配設され、第１凝縮器１２の下流側には、第２蒸発器１５０、１６０で熱交換された熱交換媒体と第１凝縮器１２で凝縮された第１冷媒と熱交換する第２冷却用熱交換器１４ｂと第２蒸発器１５０、１６０で熱交換された熱交換媒体と第２冷却用熱交換器１４ｂで冷却された第１冷媒を冷却する第１冷却用熱交換器１４ａとが設けられた。これにより、冷凍サイクル側の効率向上および吸着冷凍能力の向上が図れる。【選択図】        図１
2005326073.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１冷媒が封入され、圧縮機（１１）、第１凝縮器（１２）、減圧手段（１５）、および第１蒸発器（１６）の順に環状に管路で接続してなる蒸気圧縮式冷凍サイクルを備える冷凍装置において、
加熱媒体にて加熱されることにより第２冷媒を脱着し、冷却媒体にて冷却されることにより第２冷媒を吸着する吸着コア（１３０、１４０）と、
前記吸着コア（１３０、１４０）が第２冷媒を吸着するとき第２冷媒を蒸発させる第２蒸発器（１５０、１６０）と、
前記吸着コア（１３０、１４０）が第２冷媒を脱着するとき第２冷媒を凝縮させる第２凝縮器（１５０、１６０）と、
前記吸着コア（１３０、１４０）および前記第２凝縮器（１５０、１６０）内を流通する冷却媒体を冷却する放熱器（１８０）とを具備する吸着式冷凍装置（１００）が配設され、
前記第２蒸発器（１５０、１６０）は、第２冷媒と熱交換媒体とが熱交換するように構成されており、
前記吸着式冷凍装置（１００）は、前記第２蒸発器（１５０、１６０）にて第２冷媒が蒸発するときの蒸発潜熱を冷熱源として、前記第１凝縮器（１２）で凝縮された第１冷媒を冷却し、その冷却された第１冷媒をさらに冷却するように構成したことを特徴とする冷凍装置。
【請求項２】
前記第２蒸発器（１５０、１６０）は、第２冷媒と熱交換媒体とが熱交換するように構成されており、
前記第１凝縮器（１２）の下流側には、前記第２蒸発器（１５０、１６０）で熱交換された熱交換媒体と前記第１凝縮器（１２）で凝縮された第１冷媒と熱交換する第２冷却用熱交換器（１４ｂ）と、前記第２蒸発器（１５０、１６０）で熱交換された熱交換媒体と前記第２冷却用熱交換器（１４ｂ）で冷却された第１冷媒を冷却する第１冷却用熱交換器（１４ａ）とが設けられたことを特徴とする請求項１に記載の冷凍装置。
【請求項３】
前記第２冷却用熱交換器（１４ｂ）は、前記第１冷却用熱交換器（１４ａ）で熱交換された熱交換媒体と前記第１凝縮器（１２）で凝縮された第１冷媒とが熱交換されることを特徴とする請求項２に記載の冷凍装置。
【請求項４】
前記吸着式冷凍装置（１００）は、必要に応じて、前記第１冷却用熱交換器（１４ａ）もしくは前記第２冷却用熱交換器（１４ｂ）のいずれか一方に前記第２蒸発器（１５０、１６０）で熱交換された熱交換媒体を流通するように構成したことを特徴とする請求項２に記載の冷凍装置。
【請求項５】
前記吸着コア（１３０、１４０）は、第２冷媒と加熱媒体とが熱交換するように構成されており、
前記第１凝縮器（１２）の上流側には、前記吸着コア（１３０、１４０）で熱交換された加熱媒体と前記圧縮機（１１）で圧縮された過熱ガス状態の第１冷媒とを熱交換する放熱用熱交換器（１４ｄ）が設けられたことを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか一項に記載の冷凍装置。
【請求項６】
前記第１冷却用熱交換器（１４ａ）の下流側には、前記第１蒸発器（１６）で蒸発された第１冷媒と前記第１冷却用熱交換器（１４ａ）で熱交換された第１冷媒とを熱交換する第３冷却用熱交換器（１４ｃ）が設けられたことを特徴とする請求項２ないし請求項５のいずれか一項に記載の冷凍装置。
【請求項７】
第１冷媒が封入され、圧縮機（１１）、第１凝縮器（１２）、減圧手段（１５）、および第１蒸発器（１６）の順に環状に管路で接続してなる蒸気圧縮式冷凍サイクルを備える冷凍装置において、
加熱媒体にて加熱されることにより第２冷媒を脱着し、冷却媒体にて冷却されることにより第２冷媒を吸着する吸着コア（１３０、１４０）と、
前記吸着コア（１３０、１４０）が第２冷媒を吸着するとき第２冷媒を蒸発させる第２蒸発器（１５０、１６０）と、
前記吸着コア（１３０、１４０）が第２冷媒を脱着するとき第２冷媒を凝縮させる第２凝縮器（１５０、１６０）とを具備する吸着式冷凍装置（１００）が配設され、
前記吸着式冷凍装置（１００）は、前記第１凝縮器（１２）にて第１冷媒が凝縮するときの凝縮熱で空気を加熱して暖房の用途に用いるときに、前記吸着コア（１３０、１４０）および前記第２凝縮器（１５０、１６０）にて第２冷媒が吸着するときの吸着熱、および第２冷媒が凝縮するときの凝縮熱を温熱源として、前記減圧手段（１５）で減圧された気液２相状態の第１冷媒を加熱するように構成したことを特徴とする冷凍装置。
【請求項８】
前記吸着コア（１３０、１４０）および前記第２凝縮器（１５０、１６０）は、第２冷媒と冷却媒体とが熱交換するように構成されており、
前記減圧手段（１５）の下流側には、前記吸着コア（１３０、１４０）および前記第２凝縮器（１５０、１６０）で熱交換された冷却媒体と前記減圧手段（１５）で減圧された気液２相状態の第１冷媒とを熱交換する第１加熱用熱交換器（１４ｅ）が設けられたことを特徴とする請求項７に記載の冷凍装置。
【請求項９】
前記第２蒸発器（１５０、１６０）は、第２冷媒と熱交換媒体とが熱交換するように構成されており、
前記第１凝縮器（１２）の下流側には、前記第２蒸発器（１５０、１６０）で熱交換された熱交換媒体と前記第１凝縮器（１２）で凝縮された第１冷媒とを熱交換する第１冷却用熱交換器（１４ａ）が設けられたことを特徴とする請求項７または請求項８に記載の冷凍装置。
【請求項１０】
前記吸着コア（１３０、１４０）は、第２冷媒と加熱媒体とが熱交換するように構成されており、
前記減圧手段（１５）の下流側には、前記吸着コア（１３０、１４０）で熱交換された加熱媒体と前記減圧手段（１５）で減圧された気液２相状態の第１冷媒と熱交換する第２加熱用熱交換器（１４ｆ）が設けられたことを特徴とする請求項６ないし請求項９のいずれか一項に記載の冷凍装置。
【請求項１１】
第１冷媒が封入され、圧縮機（１１）、第１凝縮器（１２）、減圧手段（１５）、および第１蒸発器（１６）の順に環状に管路で接続するとともに、
冷房運転のときに、前記圧縮機（１１）で圧縮された過熱ガス状態の第１冷媒を前記第１凝縮器（１２）に向けて流通させ、暖房運転のときに、前記圧縮機（１１）で圧縮された過熱ガス状態の第１冷媒を前記第１蒸発器（１６）に向けて流通させるヒートポンプからなる蒸気圧縮式冷凍サイクルを備える冷凍装置において、
加熱媒体にて加熱されることにより第２冷媒を脱着し、冷却媒体にて冷却されることにより第２冷媒を吸着する吸着コア（１３０、１４０）と、
前記吸着コア（１３０、１４０）が第２冷媒を吸着するとき第２冷媒を蒸発させる第２蒸発器（１５０、１６０）と、
前記吸着コア（１３０、１４０）が第２冷媒を脱着するとき第２冷媒を凝縮させる第２凝縮器（１５０、１６０）とを具備する吸着式冷凍装置（１００）が配設され、
前記吸着式冷凍装置（１００）は、冷房運転のときに、前記第２蒸発器（１５０、１６０）にて第２冷媒が蒸発するときの蒸発潜熱を冷熱源として、前記第１凝縮器（１２）で凝縮された第１冷媒を冷却し、その冷却された第１冷媒をさらに冷却するように構成され、
暖房運転のときに、前記吸着コア（１３０、１４０）および前記第２凝縮器（１５０、１６０）にて第２冷媒が吸着するときの吸着熱、および第２冷媒が凝縮するときの凝縮熱を温熱源として、前記減圧手段（１５）で減圧された気液２相状態の第１冷媒を加熱するように構成したことを特徴とする冷凍装置。
【請求項１２】
前記第２蒸発器（１５０、１６０）は、第２冷媒と熱交換媒体とが熱交換するように構成され、前記吸着コア（１３０、１４０）および前記第２凝縮器（１５０、１６０）は、第２冷媒と冷却媒体とが熱交換するように構成されており、
前記第１凝縮器（１２）の下流側には、冷房運転のときに、前記第２蒸発器（１５０、１６０）で熱交換された熱交換媒体と前記第１凝縮器（１２）で凝縮された第１冷媒と熱交換する第２冷却用熱交換器（１４ｂ）と、前記第２蒸発器（１５０、１６０）で熱交換された熱交換媒体と前記第２冷却用熱交換器（１４ｂ）で冷却された第１冷媒を冷却する第１冷却用熱交換器（１４ａ）とが設けられ、
前記第１冷却用熱交換器（１４ａ）および前記第２冷却用熱交換器（１４ｂ）は、暖房運転のときに、前記吸着コア（１３０、１４０）および前記第２凝縮器（１５０、１６０）で熱交換された冷却媒体により前記減圧手段（１５）で減圧された気液２相状態の第１冷媒が加熱されることを特徴とする請求項１１に記載の冷凍装置。
【請求項１３】
前記第２冷却用熱交換器（１４ｂ）は、前記第１冷却用熱交換器（１４ａ）で熱交換された熱交換媒体と前記第１凝縮器（１２）で凝縮された第１冷媒とが熱交換されることを特徴とする請求項１２に記載の冷凍装置。
【請求項１４】
前記吸着式冷凍装置（１００）は、冷房運転のときに、必要に応じて、前記第１冷却用熱交換器（１４ａ）または前記第２冷却用熱交換器（１４ｂ）のいずれか一方に前記第２蒸発器（１５０、１６０）で熱交換された熱交換媒体を流通するように構成したことを特徴とする請求項１２に記載の冷凍装置。
【請求項１５】
前記第１冷却用熱交換器（１４ａ）の下流側には、冷房運転のときに、前記第１蒸発器（１６）で蒸発された第１冷媒と前記第１冷却用熱交換器（１４ａ）で熱交換された第１冷媒とを熱交換する第３冷却用熱交換器（１４ｃ）が設けられたことを特徴とする請求項１２ないし請求項１４のいずれか一項に記載の冷凍装置。
【請求項１６】
前記吸着コア（１３０、１４０）は、第２冷媒と加熱媒体とが熱交換するように構成されており、
前記第１凝縮器（１２）の上流側には、冷房運転のときに、前記吸着コア（１３０、１４０）で熱交換された加熱媒体と前記圧縮機（１１）で圧縮された過熱ガス状態の第１冷媒とを熱交換する放熱用熱交換器（１４ｄ）が設けられ、
前記放熱用熱交換器（１４ｄ）は、暖房運転のときに、前記吸着コア（１３０、１４０）で熱交換された加熱媒体により前記減圧手段（１５）で減圧された気液２相状態の第１冷媒が加熱されることを特徴とする請求項１１ないし請求項１５のいずれか一項に記載の冷凍装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蒸気圧縮式冷凍サイクルからなる冷凍装置に関するものであり、特に、吸着剤が気相冷媒を吸着する作用を利用して第２冷媒を蒸発させて、その蒸発潜熱により冷凍能力を発揮する吸着式冷凍装置の併設に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の冷凍装置として、吸着剤が気相冷媒を吸着する作用を利用して第２冷媒を蒸発させて、その蒸発潜熱により冷凍能力を発揮する吸着式冷凍装置を蒸気圧縮式冷凍サイクルからなる冷凍装置に併設させて冷却能力の向上を図ったものが知られている。
【０００３】
具体的には、吸着式冷凍装置の冷凍能力を発揮する第２蒸発器により蒸気圧縮式冷凍サイクルを構成する第１凝縮器の出口部を流れる凝縮された過冷却液状態の第１冷媒を冷却するようにしている（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開平１１−１４２０１５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記特許文献１によれば、第１凝縮器の出口部を流れる凝縮された過冷却液状態の第１冷媒を冷却することで、冷凍装置の効率向上が図れるが、一般的に、吸着式冷凍装置は、加熱媒体、冷却媒体の水温や流量を固定させた条件で吸着冷凍能力を出力する熱媒体温度の冷水温度を低温化していくと吸着冷凍能力が低下し、冷水温度を高めるようにすると吸着冷凍能力が増加する特性を有している。
【０００５】
一方、蒸気圧縮式冷凍サイクルは、使用条件により、例えば、冷凍サイクル内の冷媒温度や冷媒流量が変化している。上記特許文献１では、吸着式冷凍装置の作動仕様が詳しくは記載されていないが、発明者らの研究によると、冷凍サイクル側の冷媒流量が多いときに第２蒸発器で第１凝縮器の出口部を流れる第１冷媒を冷却していた冷水温度で、冷媒流量が少ないときに第１凝縮器の出口部を流れる第１冷媒を冷却しても、モリエル線図上で同一のエンタルピであるため蒸気圧縮式冷凍サイクル内へ入力する熱量が低下することを見出した。
【０００６】
つまり、冷媒流量が多いときは、吸着式冷凍装置の冷水温度を高めるようにして第１冷媒を冷却すればよいため最大の吸着冷凍能力で賄うことが可能であるが、冷媒流量が少ないときは、例えば、冷水温度が低温となる少量の流量でエンタルピの増加を図って、第１冷媒と熱交換させるなどの吸着冷凍能力を小さくするとか、低温の冷水温度が得られるように吸着剤量を多くして吸着式冷凍装置を大型化する必要があることが分かった。
【０００７】
そこで、本発明の目的は、上記点を鑑みたものであり、吸着式冷凍装置の特性に応じた吸着冷凍能力を発揮できるように冷凍サイクルに組み合わせることで、冷凍サイクル側の効率向上および吸着冷凍能力の向上が図れることが可能な冷凍装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記、目的を達成するために、請求項１ないし請求項１６に記載の技術的手段を採用する。すなわち、請求項１に記載の発明では、第１冷媒が封入され、圧縮機（１１）、第１凝縮器（１２）、減圧手段（１５）、および第１蒸発器（１６）の順に環状に管路で接続してなる蒸気圧縮式冷凍サイクルを備える冷凍装置において、
加熱媒体にて加熱されることにより第２冷媒を脱着し、冷却媒体にて冷却されることにより第２冷媒を吸着する吸着コア（１３０、１４０）と、この吸着コア（１３０、１４０）が第２冷媒を吸着するとき第２冷媒を蒸発させる第２蒸発器（１５０、１６０）と、吸着コア（１３０、１４０）が第２冷媒を脱着するとき第２冷媒を凝縮させる第２凝縮器（１５０、１６０）と、吸着コア（１３０、１４０）および第２凝縮器（１５０、１６０）内を流通する冷却媒体を冷却する放熱器（１８０）とを具備する吸着式冷凍装置（１００）が配設され、第２蒸発器（１５０、１６０）は、第２冷媒と熱交換媒体とが熱交換するように構成されており、
吸着式冷凍装置（１００）は、第２蒸発器（１５０、１６０）にて第２冷媒が蒸発するときの蒸発潜熱を冷熱源として、第１凝縮器（１２）で凝縮された第１冷媒を冷却し、その冷却された第１冷媒をさらに冷却するように構成したことを特徴としている。
【０００９】
請求項１に記載の発明によれば、凝縮された第１冷媒を順に冷却することで、第１冷媒側の冷媒流量が少ないときでも冷熱源となる熱交換媒体の冷水温度を高めることができる。これにより、吸着冷凍能力の向上が図れるとともに、蒸気圧縮式冷凍サイクル（以下、冷凍サイクルと称する）側の第１凝縮器（１２）で凝縮された第１冷媒が再度冷却されることで、具体的には、高圧側の圧力低下、エンタルピの増加などによって冷凍サイクル側の効率向上が図れる。さらに、高圧側の圧力低下により圧縮機（１１）の動力低減ができる。
【００１０】
請求項２に記載の発明では、第２蒸発器（１５０、１６０）は、第２冷媒と熱交換媒体とが熱交換するように構成されており、第１凝縮器（１２）の下流側には、第２蒸発器（１５０、１６０）で熱交換された熱交換媒体と第１凝縮器（１２）で凝縮された第１冷媒と熱交換する第２冷却用熱交換器（１４ｂ）と、第２蒸発器（１５０、１６０）で熱交換された熱交換媒体と第２冷却用熱交換器（１４ｂ）で冷却された第１冷媒を冷却する第１冷却用熱交換器（１４ａ）とが設けられたことを特徴としている。
【００１１】
請求項２に記載の発明によれば、具体的には、第１凝縮器（１２）の下流側に、第１冷却用熱交換器（１４ａ）と第２冷却用熱交換器（１４ｂ）とが設けられたことにより、請求項１と同じように、吸着冷凍能力の向上、および冷凍サイクル側の効率向上が図れるとともに、圧縮機（１１）の動力低減ができる。
【００１２】
請求項３に記載の発明では、第２冷却用熱交換器（１４ｂ）は、第１冷却用熱交換器（１４ａ）で熱交換された熱交換媒体と第１凝縮器（１２）で凝縮された第１冷媒とが熱交換されることを特徴としている。請求項３に記載の発明によれば、熱交換媒体の冷水温度を確実に高めることができることで吸着式冷凍装置（１００）の吸着冷凍能力をフルに使い切れることができる。これにより、吸着冷凍能力の向上が図れる。
【００１３】
請求項４に記載の発明では、吸着式冷凍装置（１００）は、必要に応じて、第１冷却用熱交換器（１４ａ）もしくは第２冷却用熱交換器（１４ｂ）のいずれか一方に第２蒸発器（１５０、１６０）で熱交換された熱交換媒体を流通するように構成したことを特徴としている。請求項４に記載の発明によれば、冷凍サイクル側の作動条件、例えば、冷媒温度、冷媒流量などの作動状態に応じた吸着式冷凍装置（１００）の吸着冷凍能力を発揮することができる。
【００１４】
請求項５に記載の発明では、吸着コア（１３０、１４０）は、第２冷媒と加熱媒体とが熱交換するように構成されており、第１凝縮器（１２）の上流側には、吸着コア（１３０、１４０）で熱交換された加熱媒体と圧縮機（１１）で圧縮された過熱ガス状態の第１冷媒とを熱交換する放熱用熱交換器（１４ｄ）が設けられたことを特徴としている。
【００１５】
請求項５に記載の発明によれば、放熱用熱交換器（１４ｄ）により吸着式冷凍装置（１００）側に熱エネルギーが供給できるできるとともに、冷凍サイクル側の高圧低下が可能となる。これにより、加熱媒体の熱エネルギーが不足しているときに、吸着式冷凍装置（１００）の吸着冷凍能力の向上が図れるとともに、冷凍サイクル側の効率向上が図れる。
【００１６】
請求項６に記載の発明では、第１冷却用熱交換器（１４ａ）の下流側には、第１蒸発器（１６）で蒸発された第１冷媒と第１冷却用熱交換器（１４ａ）で熱交換された第１冷媒とを熱交換する第３冷却用熱交換器（１４ｃ）が設けられたことを特徴としている。請求項６に記載の発明によれば、第１冷却用熱交換器（１４ａ）で熱交換された第１冷媒を冷凍サイクル側でさらに過冷却することができるため、吸着式冷凍装置（１００）側を大型にする必要はない。また、冷凍サイクル側の効率が向上できる。
【００１７】
請求項７に記載の発明では、第１冷媒が封入され、圧縮機（１１）、第１凝縮器（１２）、減圧手段（１５）、および第１蒸発器（１６）の順に環状に管路で接続してなる蒸気圧縮式冷凍サイクルを備える冷凍装置において、加熱媒体にて加熱されることにより第２冷媒を脱着し、冷却媒体にて冷却されることにより第２冷媒を吸着する吸着コア（１３０、１４０）と、この吸着コア（１３０、１４０）が第２冷媒を吸着するとき第２冷媒を蒸発させる第２蒸発器（１５０、１６０）と、吸着コア（１３０、１４０）が第２冷媒を脱着するとき第２冷媒を凝縮させる第２凝縮器（１５０、１６０）とを具備する吸着式冷凍装置（１００）が配設され、
吸着式冷凍装置（１００）は、第１凝縮器（１２）にて第１冷媒が凝縮するときの凝縮熱で空気を加熱して暖房の用途に用いるときに、吸着コア（１３０、１４０）および第２凝縮器（１５０、１６０）にて第２冷媒が吸着するときの吸着熱、および第２冷媒が凝縮するときの凝縮熱を温熱源として、減圧手段（１５）で減圧された気液２相状態の第１冷媒を加熱するように構成したことを特徴としている。
【００１８】
請求項７に記載の発明によれば、第１凝縮器（１２）の凝縮熱で空気を加熱して暖房の用途に用いるときに、吸着式冷凍装置（１００）の冷却媒体により気液２相状態の第１冷媒を加熱することにより、圧縮機（１１）に吸入される過熱蒸気状態の第１冷媒が上昇することで冷凍サイクル側の効率が向上できるとともに、吸着熱、凝縮熱などの温熱源が冷凍サイクル側に放熱できるため吸着式冷凍装置（１００）の吸着冷凍能力が向上する。
【００１９】
請求項８に記載の発明では、吸着コア（１３０、１４０）および第２凝縮器（１５０、１６０）は、第２冷媒と冷却媒体とが熱交換するように構成されており、減圧手段（１５）の下流側には、吸着コア（１３０、１４０）および第２凝縮器（１５０、１６０）で熱交換された冷却媒体と減圧手段（１５）で減圧された気液２相状態の第１冷媒とを熱交換する第１加熱用熱交換器（１４ｅ）が設けられたことを特徴としている。
【００２０】
請求項８に記載の発明によれば、具体的には、減圧手段（１５）の下流側に第１加熱用熱交換器（１４ｅ）が設けられたことにより、請求項７で述べたように、吸着冷凍能力の向上、および冷凍サイクル側の効率向上が図れる。
【００２１】
請求項９に記載の発明では、第２蒸発器（１５０、１６０）は、第２冷媒と熱交換媒体とが熱交換するように構成されており、第１凝縮器（１２）の下流側には、第２蒸発器（１５０、１６０）で熱交換された熱交換媒体と第１凝縮器（１２）で凝縮された第１冷媒とを熱交換する第１冷却用熱交換器（１４ａ）が設けられたことを特徴としている。
【００２２】
請求項９に記載の発明によれば、第１冷却用熱交換器（１４ａ）で第１凝縮器（１２）で凝縮できなかった、例えば、飽和蒸気状態の凝縮熱を冷却することができることで、冷凍サイクル側の効率が向上することができる。
【００２３】
請求項１０に記載の発明では、吸着コア（１３０、１４０）は、第２冷媒と加熱媒体とが熱交換するように構成されており、減圧手段（１５）の下流側には、吸着コア（１３０、１４０）で熱交換された加熱媒体と減圧手段（１５）で減圧された気液２相状態の第１冷媒と熱交換する第２加熱用熱交換器（１４ｆ）が設けられたことを特徴としている。
【００２４】
請求項１０に記載の発明によれば、第２加熱用熱交換器（１４ｆ）により吸着式冷凍装置（１００）側から冷凍サイクル側に熱エネルギーが供給できるとともに、第１凝縮器（１２）の暖房能力を高めることが容易にできる。
【００２５】
請求項１１に記載の発明では、第１冷媒が封入され、圧縮機（１１）、第１凝縮器（１２）、減圧手段（１５）、および第１蒸発器（１６）の順に環状に管路で接続するとともに、冷房運転のときに、圧縮機（１１）で圧縮された過熱ガス状態の第１冷媒を第１凝縮器（１２）に向けて流通させ、暖房運転のときに、圧縮機（１１）で圧縮された過熱ガス状態の第１冷媒を第１蒸発器（１６）に向けて流通させるヒートポンプからなる蒸気圧縮式冷凍サイクルを備える冷凍装置において、
加熱媒体にて加熱されることにより第２冷媒を脱着し、冷却媒体にて冷却されることにより第２冷媒を吸着する吸着コア（１３０、１４０）と、この吸着コア（１３０、１４０）が第２冷媒を吸着するとき第２冷媒を蒸発させる第２蒸発器（１５０、１６０）と、吸着コア（１３０、１４０）が第２冷媒を脱着するとき第２冷媒を凝縮させる第２凝縮器（１５０、１６０）とを具備する吸着式冷凍装置（１００）が配設され、
吸着式冷凍装置（１００）は、冷房運転のときに、第２蒸発器（１５０、１６０）にて第２冷媒が蒸発するときの蒸発潜熱を冷熱源として、第１凝縮器（１２）で凝縮された第１冷媒を冷却し、その冷却された第１冷媒をさらに冷却するように構成され、暖房運転のときに、吸着コア（１３０、１４０）および第２凝縮器（１５０、１６０）にて第２冷媒が吸着するときの吸着熱、および第２冷媒が凝縮するときの凝縮熱を温熱源として、減圧手段（１５）で減圧された気液２相状態の第１冷媒を加熱するように構成したことを特徴としている。
【００２６】
請求項１１に記載の発明によれば、上述の請求項１と同じように、吸着冷凍能力の向上が図れるとともに、冷凍サイクル側の第１凝縮器（１２）で凝縮された第１冷媒が冷却されることで冷凍サイクル側の効率向上が図れる。さらに、高圧側の圧力を低下できることで圧縮機（１１）の動力低減ができる。
【００２７】
さらに、暖房運転のときに、上述した請求項７と同じように、圧縮機（１１）に吸入される過熱ガス状態の第１冷媒が上昇することで冷凍サイクル側の効率が向上できるとともに、吸着熱、凝縮熱などの温熱源が冷凍サイクル側に放熱できるため吸着式冷凍装置（１００）の吸着冷凍能力が向上する。
【００２８】
請求項１２に記載の発明では、第２蒸発器（１５０、１６０）は、第２冷媒と熱交換媒体とが熱交換するように構成され、吸着コア（１３０、１４０）および第２凝縮器（１５０、１６０）は、第２冷媒と冷却媒体とが熱交換するように構成されており、第１凝縮器（１２）の下流側には、冷房運転のときに、第２蒸発器（１５０、１６０）で熱交換された熱交換媒体と第１凝縮器（１２）で凝縮された第１冷媒と熱交換する第２冷却用熱交換器（１４ｂ）と、第２蒸発器（１５０、１６０）で熱交換された熱交換媒体と第２冷却用熱交換器（１４ｂ）で冷却された第１冷媒を冷却する第１冷却用熱交換器（１４ａ）とが設けられ、
第１冷却用熱交換器（１４ａ）および第２冷却用熱交換器（１４ｂ）は、暖房運転のときに、吸着コア（１３０、１４０）および第２凝縮器（１５０、１６０）で熱交換された冷却媒体により減圧手段（１５）で減圧された気液２相状態の第１冷媒が加熱されることを特徴としている。
【００２９】
請求項１２に記載の発明によれば、上述した請求項２および請求項８と同様な効果を奏する。また、第１冷却用熱交換器（１４ａ）および第２冷却用熱交換器（１４ｂ）は、暖房運転のときに、請求項８で述べた第１加熱用熱交換器（１４ｅ）と同じ機能が得られる。
【００３０】
請求項１３に記載の発明では、第２冷却用熱交換器（１４ｂ）は、第１冷却用熱交換器（１４ａ）で熱交換された熱交換媒体と第１凝縮器（１２）で凝縮された第１冷媒とが熱交換されることを特徴としている。請求項１３に記載の発明によれば、上述した請求項３と同じように、熱交換媒体の冷水温度を確実に高めることができることで吸着式冷凍装置（１００）の吸着冷凍能力をフルに使い切れることができる。これにより、吸着冷凍能力の向上が図れる。
【００３１】
請求項１４に記載の発明では、吸着式冷凍装置（１００）は、冷房運転のときに、必要に応じて、第１冷却用熱交換器（１４ａ）または第２冷却用熱交換器（１４ｂ）のいずれか一方に第２蒸発器（１５０、１６０）で熱交換された熱交換媒体を流通するように構成したことを特徴としている。請求項１４に記載の発明によれば、上述した請求項４と同様の効果を奏する。
【００３２】
請求項１５に記載の発明では、第１冷却用熱交換器（１４ａ）の下流側には、冷房運転のときに、第１蒸発器（１６）で蒸発された第１冷媒と第１冷却用熱交換器（１４ａ）で熱交換された第１冷媒とを熱交換する第３冷却用熱交換器（１４ｃ）が設けられたことを特徴としている。請求項１５に記載の発明によれば、上述した請求項６と同様の効果を奏する。
【００３３】
請求項１６に記載の発明では、吸着コア（１３０、１４０）は、第２冷媒と加熱媒体とが熱交換するように構成されており、第１凝縮器（１２）の上流側には、冷房運転のときに、吸着コア（１３０、１４０）で熱交換された加熱媒体と圧縮機（１１）で圧縮された過熱ガス状態の第１冷媒とを熱交換する放熱用熱交換器（１４ｄ）が設けられ、放熱用熱交換器（１４ｄ）は、暖房運転のときに、吸着コア（１３０、１４０）で熱交換された加熱媒体により減圧手段（１５）で減圧された気液２相状態の第１冷媒が加熱されることを特徴としている。
【００３４】
請求項１６に記載の発明によれば、上述した請求項５と同様の効果を奏する。また、放熱用熱交換器（１４ｄ）は、暖房運転のときに、請求項１０で述べた第２加熱用熱交換器（１４ｆ）と同じ機能が得られる。
【００３５】
なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態の具体的手段との対応関係を示すものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３６】
（第１実施形態）
以下、本発明の第１実施形態における冷凍装置を図１ないし図３に基づいて説明する。図１は、本発明を空調装置に適用したものであり、その冷凍装置の全体構成を示す模式図であり、図２は冷凍装置の圧力とエンタルピとの関係を示すモリエル線図である。なお、図１は第１吸着器１１０で吸着作用を行なう第１工程における加熱媒体、冷却媒体および熱交換媒体の循環経路を示す模式図であり、図３は第１吸着器１１０で脱着作用を行なう第２工程における加熱媒体、冷却媒体および熱交換媒体の循環経路を示す模式図である。
【００３７】
本実施形態の冷凍装置は、図１に示すように、第１冷媒が封入され、圧縮機１１、第１凝縮器１２、第２冷却用熱交換器１４ｂ、受液器１３、第１冷却用熱交換器１４ａ、減圧手段１５、および第１蒸発器１６の順に環状に管路で接続してなる蒸気圧縮式冷凍サイクル１０（以下、冷凍サイクルと称す。）と、詳しくは後述するがエンジン１９０の廃熱にて駆動される吸着式冷凍装置１００とから構成されている。
【００３８】
圧縮機１１は、エンジン１９０を駆動源として、プーリーおよびＶベルトからなる動力伝達手段より電磁クラッチ（図示せず）を介して駆動される。そして、第１蒸発器１６より吸入した第１冷媒を高温高圧の過熱ガス状態の気相冷媒に圧縮する。
【００３９】
第１凝縮器１２は圧縮機１１により圧縮された高温冷媒を図示しない凝縮用送風機により大気と熱交換して凝縮する熱交換器である。そして、第１凝縮器１２により凝縮された第１冷媒は、第２冷却用熱交換器１４ｂ、受液器１３（レシーバ）、および第１冷却用熱交換器１４ａの順に流通するように構成している。
【００４０】
第２冷却用熱交換器１４ｂおよび第１冷却用熱交換器１４ａは、後述する吸着式冷凍装置１００の第２蒸発器１５０、１６０にて第２冷媒が蒸発するときの蒸発潜熱を熱交換媒体（本実施形態では、水にエチレングリコール系の不凍液を混合した流体）に吸熱させて、この吸熱された熱交換媒体を冷熱源として、熱交換媒体と第１冷媒とを熱交換する冷却用熱交換器である。
【００４１】
一方の第２冷却用熱交換器１４ｂは、第１凝縮器１２で凝縮された第１冷媒のうち、主に飽和蒸気状態の第１冷媒を熱交換媒体で冷却させて飽和液状態以上の液相冷媒に液化させ、他方の第１冷却用熱交換器１４ａは、第２冷却用熱交換器１４ｂで冷却された第１冷媒、つまり、液相冷媒を熱交換媒体で冷却させて過冷却液状態の第１冷媒に冷却するものである。
【００４２】
そして、第２冷却用熱交換器１４ｂに流通する熱交換媒体は、第１冷却用熱交換器１４ａで第１冷媒と熱交換された後の熱交換媒体が流通するようにしてある。また、これらの熱交換器１４ａ、１４ｂの間に設けられた受液器（レシーバ）１３は、第２冷却用熱交換器１４ｂで冷却された第１冷媒の気液を分離させて液相冷媒を貯える容器であり、第１冷却用熱交換器１４ａに液相冷媒の第１冷媒を流出させる。
【００４３】
そして、熱交換媒体で冷却された液相冷媒が減圧手段である膨張弁１５に流入する。膨張弁１５は液相冷媒を減圧する弁であって温度式膨張弁で構成されており、この膨張弁１５で減圧された気液２相状態の第１冷媒は第１蒸発器１６に流入される。
【００４４】
第１蒸発器１６は、膨張弁１４で減圧された気液２相冷媒を蒸発させる蒸発器であり、図示しない送風機により室内の空気を吸入し、第１蒸発器１６を通過させることで第１冷媒の蒸発潜熱が吸熱され冷風となって室内を空調する。なお、第１蒸発器１６および送風機（図示せず）は、室内に搭載される図示しない空調ユニット内に収容されている。
【００４５】
次に、吸着式冷凍装置１００は、図１（もしくは図３）中、１９０はエンジンであり、１１０、１２０は第１、２吸着器であって同一のものである。従って、特に両者を区別する必要がないとき（総称するとき）は、単に吸着器１１０と称する。
【００４６】
ところで、吸着器１１０、１２０は、略真空状態に保たれたケーシング１１１，１２１内に、所定量の第２冷媒（本実施形態では、水）が封入されているとともに、その上方側には吸着剤１３１、１４１（本実施形態では、例えば、シリカゲル）が接着された吸着コア１３０、１４０が収納配設され、一方、下方側には熱交換媒体もしくは冷却冷媒とケーシング１１１、１２１内の第２冷媒との間で熱交換を行なう第２蒸発器（もしくは、第２凝縮器）１５０、１６０が収納配設されている。
【００４７】
なお、吸着コア１３０、１４０は、加熱媒体（もしくは、冷却媒体）が流通する扁平状に形成された複数本のコアチューブ（図示せず）およびこのコアチューブ間に配設された波状のコアフィン（図示せず）を有するとともに、コアチューブおよびコアフィンの少なくとも一方に吸着剤１３１，１４１が接着されたものである。
【００４８】
また、第２蒸発器（もしくは、第２凝縮器）１５０、１６０は、熱交換媒体（もしくは、冷却媒体）が流通する扁平状に形成されたチューブ（図示せず）およびチューブの外表面積を増大させるフィン（図示せず）からなるコア部（図示せず）を有して構成されている。なお、第２蒸発器１５０，１６０は、第２冷媒が蒸発するときの蒸発潜熱をチューブ（図示せず）に流通する熱交換媒体に吸熱させて冷凍能力を出力し、第２凝縮器１５０、１６０は、第２冷媒が凝縮するときの凝縮熱をチューブ（図示せず）に流通する冷却媒体に吸熱させて凝縮能力を出力している。
【００４９】
なお、吸着コア１３０、１４０、および第２蒸発器（もしくは、第２凝縮器）１５０、１６０に流通する加熱媒体、冷却媒体、および熱交換媒体は、それぞれの機能を区別するために上述のように称しているが、本実施形態では、水にエチレングリコール系の不凍液を混合した同一の流体を用いている。
【００５０】
ところで、図１（もしくは図３）中、１８０は吸着器１１０、１２０、つまり、吸着コア１３０、１４０、および第２凝縮器１５０、１６０から流出する冷却媒体と大気とを熱交換して冷却媒体を冷却する放熱器であり、１８０ａは送風機で、放熱器１８０に大気を送風する。
【００５１】
次に、加熱媒体、冷却媒体、および熱交換媒体が循環する複数の循環回路Ａ、Ｂ、Ｃについて説明する。まず、図１（もしくは図３）中に太い実線で示す冷水循環回路Ａは、第１冷却用熱交換器１４ａ、第２冷却用熱交換器１４ｂ、および第２蒸発器１５０、１６０との間に熱交換媒体を循環可能とする循環回路である。本実施形態では、第２蒸発器１５０、１６０で出力される熱交換媒体が第１冷却用熱交換器１４ａ、第２冷却用熱交換器１４ｂの順に流通するように構成している。
【００５２】
また、図１（もしくは図３）中に太い破線で示す冷却水循環回路Ｂは、吸着コア１３０、１４０、および第２凝縮器１５０、１６０と放熱器１８０との間に冷却媒体を循環可能とする循環回路である。さらに、図１（もしくは図３）中に実線で示す加熱媒体循環回路Ｃは、吸着コア１３０、１４０とエンジン１９０との間に加熱媒体を循環可能とする循環回路である。
【００５３】
そして、冷水循環回路Ａには、第１冷却用熱交換器１４ａ、第２冷却用熱交換器１４ｂと第２蒸発器１５０、１６０との間に循環する熱交換媒体を圧送する第１循環ポンプ２１０が設けられ、冷却水循環回路Ｂには、吸着コア１３０、１４０、および第２凝縮器１５０、１６０と放熱器１８０との間に循環する冷却媒体を圧送する第２循環ポンプ２２０が設けられ、加熱媒体循環回路Ｃには、吸着コア１３０、１４０とエンジン１９０との間に循環する加熱媒体を圧送する第３循環ポンプ２３０が設けられている。
【００５４】
さらに、図１（もしくは図３）中、２５１〜２５４は、それぞれ加熱媒体、冷却媒体、および熱交換媒体の循環経路を切り替える切換弁であり、後述する第１工程および第２工程に基づいて流れ方向が制御される。また、これらの切換弁２５１〜２５４、第１、第２、第３循環ポンプ２１０、２２０、２３０、および送風機１８０ａは、図示しない制御装置により制御されるものである。
【００５５】
なお、本実施形態では、加熱媒体循環回路Ｃに第３循環ポンプ２３０を配設したが、これに限らず、車両用に適用する場合は、冷却水回路に配設されているエンジン１９０で駆動される機械式ポンプを流用しても良い。
【００５６】
ところで、本実施形態の吸着式冷凍装置１００は、第１吸着器１１０内の吸着コア１３０にて第２冷媒を吸着するとともに、第２吸着器１２０内の吸着コア１４０にて第２冷媒を脱着する第１工程と、第１吸着器１１０内の吸着コア１３０にて第２冷媒を脱着するとともに、第２吸着器１２０内の吸着コア１４０にて第２冷媒を吸着する第２工程とを所定時間毎に交互に繰り返すように図示しない制御装置により制御される。
【００５７】
言い換えれば、第１工程では、第１吸着器１１０内の吸着コア１３０で吸着作用が行なわれ、第２吸着器１２０内の吸着コア１４０で脱着作用が行なわれ、所定時間後の第２工程では、第１吸着器１１０内の吸着コア１３０で脱着作用が行なわれ、第２吸着器１２０内の吸着コア１４０で吸着作用が行なわれる。
【００５８】
これにより、第１工程では、図１に示すように、第１吸着器１１０内の第２蒸発器１５０側の蒸発潜熱を吸熱した低温の熱交換媒体が第１冷却用熱交換器１４ａおよび第２冷却用熱交換器１４ｂに循環され、第２吸着器１２０内の第２凝縮器１６０および第１吸着器１１０内の吸着コア１３０側の冷却媒体が放熱器１８０に循環され、さらにエンジン１９０からの加熱媒体が第２吸着器１２０内の吸着コア１４０側に循環される。
【００５９】
一方、第２工程では、図３に示すように、第２吸着器１２０内の第２蒸発器１６０側の蒸発潜熱を吸熱した低温の熱交換媒体が第１冷却用熱交換器１４ａおよび第２冷却用熱交換器１４ｂに循環され、第１吸着器１１０内の第２凝縮器１５０および第２吸着器１２０内の吸着コア１４０側の冷却媒体が放熱器１８０に循環され、さらに、エンジン１９０からの加熱媒体が第１吸着器１１０内の吸着コア１３０側に循環される。
【００６０】
これにより、吸着式冷凍装置１００の冷凍能力が連続的に第２蒸発器１５０、１６０で熱交換媒体に出力されて、第１冷却用熱交換器１４ａおよび第２冷却用熱交換器１４ｂ内を流通する第１冷媒を冷却する。
【００６１】
次に、以上の構成による冷凍装置の作動を説明する。まず、エンジン１９０が駆動しているときに、エアコンスイッチ（図示せず）を操作することで、エンジン１９０から電磁クラッチ（図示せず）を介して圧縮機１１に動力が伝達されて圧縮機１１が作動する。圧縮機１１で圧縮された高温、高圧の飽和蒸気状態の第１冷媒が、第１凝縮器１２で凝縮用送風機（図示せず）により大気と熱交換されて凝縮し、第２冷却用熱交換器１４ｂで詳しくは後述するが低温の熱交換媒体により冷却され、受液器１３で気液分離されて液相冷媒が貯められる。
【００６２】
そして、受液器１３から液相冷媒状態の第１冷媒が第１冷却用熱交換器１４ａに流入され、ここで、再度低温の熱交換媒体により冷却された後、膨張弁１５に流出する。そして、膨張弁１５で減圧され、低温低圧の気液２相状態となる。この気液２相状態の第１冷媒は、第１蒸発器１６において送風機（図示しない）により送風される室内の空気と熱交換して蒸発して気相冷媒となり、この気相状の第１冷媒が再び圧縮機１１に吸入される。そして、第１蒸発器１６では、第１冷媒と室内の空気とが熱交換され、空気が冷却されることで室内の冷房が行なわれる。
【００６３】
一方、吸着式冷凍装置１００では、図１に示すような循環経路となるように各切換弁２５１〜２５４を作動させるとともに、第１、第２、第３循環ポンプ２１０、２２０、２３０、および送風機１８０ａを作動させる。これにより、第１吸着器１１０内の第２蒸発器１５０側の熱交換媒体が出口部熱交換器１４に循環され、第２吸着器１２０内の第２凝縮器１６０および第１吸着器１１０内の吸着コア１３０側の冷却媒体が放熱器１８０に循環され、さらに、第２吸着器１２０内の吸着コア１４０側の加熱媒体がエンジン１９０に循環される。以下、この状態を第１工程と称する。
【００６４】
この第１工程では、エンジン１９０からの加熱媒体が加熱媒体循環回路Ｃを介して第２吸着器１２０内の吸着コア１４０側に循環されるので吸着コア１４０が加熱されて吸着剤１４１から第２冷媒が脱着される。また、放熱器１８０からの比較的低温な冷却冷媒が第２吸着器１２０内の第２凝縮器１６０および第１吸着器１１０内の吸着コア１３０に循環される。この結果、第２凝縮器１６０が冷却されるので、第２凝縮器１６０    にて第２冷媒が凝縮され、かつ吸着コア１３０が冷却されるので吸着コア１３０内の吸着剤１３１が第２冷媒を吸着する。
【００６５】
これにより、ケーシング１１１内の内部の圧力が低下し、第１吸着器１１０内の第２蒸発器１５０近傍の第２冷媒が蒸発するので、このときの蒸発潜熱を冷熱源として、第２蒸発器１５０に循環する熱交換媒体が冷却される。この冷却された低温の熱交換媒体が冷水循環回路Ａを介して第１冷却用熱交換器１４ａに循環され、ここで熱交換された熱交換媒体が第２冷却用熱交換器１４ｂに循環される。これにより、第２冷却用熱交換器１４ｂは、第１凝縮器１２で凝縮された第１冷媒が冷却され、その冷却された第１冷媒が第１冷却用熱交換器１４ａで、さらに冷却される。従って、第２蒸発器１５０に戻る熱交換媒体の水温が高められる。
【００６６】
そして、以上の第１工程を所定時間行なった後に、各切換弁２５１〜２５４のみを図３に示すような循環経路となるように切り替えることにより、第２吸着器１２０内の第２蒸発器１６０側の熱交換媒体が出口部熱交換器１４に循環され、第１吸着器１１０内の第２凝縮器１５０および第２吸着器１２０内の吸着コア１４０側の冷却媒体が放熱器１８０に循環され、さらに、第１吸着器１１０内の吸着コア１３０側の加熱媒体がエンジン１９０に循環される第２工程が行なわれる。ここで、上記所定時間は、吸着コア１３０、１４０内の吸着剤１３１、１４１の水分吸着能力に応じて選定されるものである。
【００６７】
このときは、上記第１工程の吸着と脱着、蒸発と凝縮とが入れ替わるだけであるため、具体的な作動の説明は省略する。そして、所定時間後、各切換弁２５１〜２５４のみを切り替えて再び第１工程を行なうようにしている。このように、第１工程と第２工程とを所定時間毎に交互に繰り返すことで吸着式冷凍装置１００を連続的に作動できる。
【００６８】
これにより、第１冷却用熱交換器１４ａと第２冷却用熱交換器１４ｂは、冷水循環回路Ａを介して連続的に低温の熱交換媒体が循環されることで、連続的に冷凍サイクル１０側の第１冷媒を冷却することができる。ここで、第１冷却用熱交換器１４ａと第２冷却用熱交換器１４ｂとで第１冷媒を冷却する効果について、図２に示す冷媒の状態変化を表すモリエル線図に基づいて説明すると、まず、冷却用熱交換器１４ｂおよび第１冷却用熱交換器１４ａを設けなかったときの圧縮、凝縮、減圧、蒸発における圧力とエンタルピとの関係は図中に示す実線のようになる。
【００６９】
言い換えれば、圧縮機１１で圧縮された高温、高圧の過熱ガス状態の第１冷媒がＤ点で、第１凝縮器１２で凝縮されて膨張弁１５の入口側における高温、高圧の液相状態の第１冷媒がＥ点で、膨張弁１５で減圧された低温、低圧の気液２相状態の第１冷媒がＦ点で、第１蒸発器１６で蒸発されて圧縮機１１の吸入側における低温低圧の気相状態の第１冷媒がＧ点である。
【００７０】
因みに、Ｄ点からＥ点までの状態変化が凝縮であり、ここで、過熱ガス状態の第１冷媒が第１凝縮器１２の凝縮により飽和蒸気状態、飽和液状態に変化して液化される。また、Ｅ点からＦ点までの状態変化が減圧で、Ｆ点からＧ点までの状態変化が蒸発で、Ｇ点からＤ点までの状態変化が圧縮である。
【００７１】
そして、第２冷却用熱交換器１４ｂは、第１凝縮器１２の凝縮をさらに促進させたもので、Ｄ点からＥ点までの凝縮が図中破線で示すＤ１点からＥ１点に凝縮が変化することで、具体的には、圧力低下（図中に示すＨ）、圧縮機の動力低下（図中に示すＪ）およびエンタルピの増加（図中に示すＫ）などの冷凍サイクルにおける効果が得られることになる。これにより、冷凍装置の効率向上が図れる。
【００７２】
また、第１冷却用熱交換器１４ａは、第２冷却用熱交換器１４ｂで冷却された飽和液状態もしくは過冷却液状態の第１冷媒をさらに冷却することで、図中に示すＥ２点の過冷却液状態の第１冷媒に変化させる。つまり、さらに、エンタルピの増加（図中に示すＬ）が図られることでより冷凍装置の効率向上が図れる。
【００７３】
また、吸着式冷凍装置１００は、一般的に、加熱媒体、冷却媒体の水温や流量を固定させた条件で吸着冷凍能力を出力する熱媒体温度の冷水温度を低温化していくと吸着冷凍能力が低下し、冷水温度を高めるようにすると吸着冷凍能力が増加する特性を有している。
【００７４】
そこで、本実施形態の第１冷却用熱交換器１４ａと第２冷却用熱交換器１４ｂとを流通する熱交換媒体は、それぞれの熱交換器１４ａ、１４ｂと熱交換されることで、冷媒流量が少ないときでも高めの水温になって第２蒸発器１５０、１６０側に戻されることで、吸着式冷凍装置１００の吸着冷凍能力を増加するように作動されるので吸着式冷凍装置１００を有効に活用できるとともに、吸着冷凍能力の向上が図れる。
【００７５】
以上の第１実施形態による冷凍装置によれば、凝縮された第１冷媒を第１冷却用熱交換器１４ａと第２冷却用熱交換器１４ｂとで順に冷却することで、第１冷媒側の冷媒流量が少ないときでも冷熱源となる熱交換媒体の冷水温度を高めることができる。これにより、吸着冷凍能力の向上が図れるとともに、冷凍サイクル１０側の第１凝縮器１２で凝縮された第１冷媒が再度冷却されることで、具体的には、高圧側の圧力低下、エンタルピの増加などによって冷凍サイクル１０側の効率向上が図れる。さらに、高圧側の圧力低下により圧縮機１１の動力低減ができる。
【００７６】
また、第２冷却用熱交換器１４ｂは、第１冷却用熱交換器１４ａで熱交換された熱交換媒体と第１凝縮器１２で凝縮された第１冷媒とが熱交換されることにより、熱交換媒体の冷水温度を確実に高めることができることで吸着式冷凍装置１００の吸着冷凍能力をフルに使い切れることができる。これにより、吸着冷凍能力の向上が図れる。
【００７７】
（第２実施形態）
以上の第１実施形態では、冷凍サイクル１０側に第２冷却用熱交換器１４ｂと第１冷却用熱交換器１４ａとを設けて、第２蒸発器１５０、１６０にて第２冷媒が蒸発するときの蒸発潜熱を冷熱源として、第２冷却用熱交換器１４ｂと第１冷却用熱交換器１４ａとを流通する第１冷媒を冷却するように構成したが、これに限らず、エンジン１９０からの加熱媒体の熱エネルギーが不足しているときに、冷凍サイクル１０側から吸着式冷凍装置１００側に熱エネルギーを回収させて吸着冷凍能力の向上を図っても良い。
【００７８】
具体的には、図４に示すように、第１凝縮器１２の上流側に、吸着コア１３０、１４０で熱交換された加熱媒体と圧縮機１１で圧縮された過熱ガス状態の第１冷媒とを熱交換する放熱用熱交換器１４ｄを設けて、放熱用熱交換器１４ｄで放熱した加熱媒体を吸着コア１３０、１４０に流通するように構成している。
【００７９】
これによれば、吸着式冷凍装置１００側に冷凍サイクル１０側からの熱エネルギーが加熱媒体を介して吸着コア１３０、１４０に循環されるため、吸着剤１３１、１４１の脱着作用の効率が向上することで吸着冷凍能力の向上が図れる。さらに、放熱用熱交換器１４ｄで第１凝縮器１２に流出される過熱ガス状態の第１冷媒が冷却されるため、冷凍装置の効率向上が図れる。さらに、高圧側の圧力低下により圧縮機１１の動力低減ができる。
【００８０】
なお、本実施形態では、冷水循環回路Ａに三方弁２６１、２６２を設けて、第１実施形態のように、低温の熱交換媒体を第１冷却用熱交換器１４ａに流通させて第２冷却用熱交換器１４ｂに流通させる他に、第２冷却用熱交換器１４ｂまたは第１冷却用熱交換器１４ａのいずれか一方のみを循環するように構成している。
【００８１】
これは、冷凍サイクル１０側の作動状態に応じて、吸着式冷凍装置１００側の冷熱源を有効に活用するものであり、例えば、第１凝縮器１２で凝縮できなかった飽和蒸気状態の第１冷媒を第２冷却用熱交換器１４ｂ単独で冷却したり、第１冷却用熱交換器１４ａ単独で冷却して過冷却液状態の第１冷媒するなどの用途が拡大できる。
【００８２】
また、これらの他に圧縮機１１の回転数を変更させずに動力低減したいとき、異常高圧時の圧力低下、および吸着冷凍能力のすべてを過冷却用として第１冷媒を冷却させたいときなどに、いずれか一方の熱交換器１４ａ、１４ｂのみに流通させるようにしても良い。これによれば、吸着式冷凍装置１００側の冷熱源を可変させて、総合的に冷凍サイクル１０側の効率向上が図れる。
【００８３】
（第３実施形態）
本実施形態では、第１冷却用熱交換器１４ａで冷却された第１冷媒を冷凍サイクル１０側の熱エネルギーにより、さらに冷却させるものであり、具体的には、図５に示すように、第１冷却用熱交換器１４ａの下流側に、第１蒸発器１６で蒸発された第１冷媒と第１冷却用熱交換器１４ａで熱交換された第１冷媒とを熱交換する第３冷却用熱交換器１４ｃを設けたものである。
【００８４】
なお、図中に示す２６３、２６４、２６５は開閉弁であって、第３冷却用熱交換器１４ｃに第１蒸発器１６で蒸発された第１冷媒を流通させたいときには、開閉弁２６３２６４、を開弁させて開閉弁２６５を閉弁させることにより、第１冷却用熱交換器１４ａで熱交換された第１冷媒を冷却することができる。
【００８５】
ところで、第２蒸発器１５０、１６０にて第２冷媒が蒸発するときの蒸発潜熱を冷熱源として、第１冷却用熱交換器１４ａで第１冷媒を冷却するときに、第１冷媒が低温になるほど冷凍能力側の効率が向上すると以上の実施形態で述べたが、吸着式冷凍装置１００から出力される熱交換媒体の冷水温度を低温にすればするほど吸着式冷凍装置１００が大型となる特性を有している。
【００８６】
言い換えれば、吸着式冷凍装置１００の特性は、吸着コア１３０、１４０内に配設される吸着剤１３１、１４１の水分吸着量が低温になると小さくなるため吸着冷凍能力が低下することで、図６（ａ）に示すように、熱交換媒体の冷水温度を低下させるほど吸着剤量を多くする必要がある。つまり、吸着器１１０、１２０が大型となる。
【００８７】
そこで、本実施形態では、吸着器１１０、１２０を大型化させずに、第１冷却用熱交換器１４ａで冷却した第１冷媒を第１蒸発器１６で蒸発された第１冷媒と熱交換させて冷凍サイクル１０側の熱の授受で低温の第１冷媒となるようにしたものである。これを図６（ｂ）に示すモリエル線図により説明すると、図中に示すＥ１点が第１凝縮器１２で凝縮された飽和蒸気状態の第１冷媒であり冷媒温度が例えば、４３℃である。
【００８８】
そして、図中に示すＥ２点が、第１冷却用熱交換器１４ａで冷却された過冷却液冷媒の第１冷媒であり冷媒温度が例えば、２８℃である。そして、図中に示すＥ３点が、第３冷却用熱交換器１４ｃで冷却された過冷却液冷媒の第１冷媒であり冷媒温度が例えば、２０℃である。以上の第３実施形態の冷凍装置によれば、吸着式冷凍装置１００を大型にしなくても、冷凍サイクル１０側の熱エネルギーで第１冷媒温度を低温にすることができるとともに、冷凍サイクル１０側の効率が向上できる。
【００８９】
（第４実施形態）
以上の実施形態では、冷凍サイクル１０を第１蒸発器１６の蒸発潜熱に室内の空気を吸熱させて室内を空調するように構成し、吸着式冷凍装置１００の第２冷媒が蒸発するときの蒸発潜熱を冷熱源として、冷凍サイクル１０側の第１凝縮器１２で凝縮された第１冷媒を冷却するように構成したが、これに限らず、第１凝縮器１２の凝縮熱で空気を加熱して暖房の用途に用いる冷凍サイクル１０に、吸着式冷凍装置１００の吸着コア１３０、１４０および第２凝縮器１５０、１６０にて第２冷媒が吸着するときの吸着熱、および第２冷媒が凝縮するときの凝縮熱を温熱源として、膨張弁１５で減圧された気液２相状態の第１冷媒を加熱するように構成しても良い。
【００９０】
具体的には、図７に示すように、吸着コア１３０、１４０および第２凝縮器１５０、１６０は、第２冷媒と冷却媒体とが熱交換するように構成して、膨張弁１５の下流側には、吸着コア１３０、１４０および第２凝縮器１５０、１６０で熱交換された冷却媒体と膨張弁１５で減圧された気液２相状態の第１冷媒とを熱交換する第１加熱用熱交換器１４ｅを設けたものである。
【００９１】
これによれば、吸着コア１３０、１４０の吸着作用における吸着熱、および第２凝縮器１５０、１６０の脱離作用における凝縮熱を温熱源として、第１加熱用熱交換器１４ｅで減圧された気液２相状態の第１冷媒を加熱することで、第１蒸発器１６での蒸発の促進ができ冷凍サイクル１０側の暖房能力の向上が図れる。
【００９２】
また、図７に示すように、吸着コア１３０、１４０は、第２冷媒と加熱媒体とが熱交換するように構成して、膨張弁１５の下流側には、吸着コア１３０、１４０で熱交換された加熱媒体と膨張弁１５で減圧された気液２相状態の第１冷媒と熱交換する第２加熱用熱交換器１４ｆを設けても良い。これによれば、吸着式冷凍装置１００側の加熱媒体の熱エネルギーを利用して冷凍サイクル１０側を加熱することができることで冷凍サイクル１０側の暖房能力の向上が図れる。
【００９３】
さらに、加熱媒体循環回路Ｃに電気ヒータなどの加熱手段２００を配設し、エンジン１９０からの熱エネルギーが不足のときに加熱媒体を加熱するように構成しても良い。これによれば、外気温度が低下する暖房条件のときにおいても、安定した熱エネルギーの加熱媒体を吸着式冷凍装置１００側および冷凍サイクル１０側に供給できるため、吸着冷凍能力の向上ができるとともに冷凍サイクル１０側の暖房能力の向上が図れる。
【００９４】
なお、本実施形態では、第２蒸発器１５０、１６０は第２冷媒と熱交換媒体とが熱交換するように構成して、放熱器１８０に熱交換媒体が流通するように構成したが、これに限らず、具体的に、図８に示すように、第１凝縮器１２の下流側に、第１冷却用熱交換器１４ａを設け、第１冷却用熱交換器１４ａを流通する第１冷媒と熱交換媒体とを熱交換させて第１冷媒を冷却するように構成しても良い。これによれば、第１凝縮器１２で暖房の用途に発揮出来なかった凝縮熱が熱交換媒体に回収されることで冷却媒体を介して第１加熱用熱交換器１４ｅで冷凍サイクル１０側を加熱できる。
【００９５】
（第５実施形態）
本実施形態では、第１冷媒が封入され、圧縮機１１、第１凝縮器１２、膨張弁１５、および第１蒸発器１６の順に環状に管路で接続するとともに、冷房運転のときに、圧縮機１１で圧縮された過熱ガス状態の第１冷媒を第１凝縮器１２に向けて流通させ、暖房運転のときに、圧縮機１１で圧縮された過熱ガス状態の第１冷媒を第１蒸発器１６に向けて流通させるヒートポンプからなる蒸気圧縮式冷凍サイクル１０を備える冷凍装置に本発明を適用させたものである。
【００９６】
具体的には、図９および図１０に示すように、冷凍サイクル１０内に冷媒切換弁２５８、２５９、三方弁２６６、および逆止弁１８を設けて、冷房運転のときは、膨張弁１５で減圧された気液２相状態の第１冷媒を第１蒸発器１６で蒸発するように構成し、暖房運転のときは、圧縮機１１で圧縮された過熱ガス状態の第１冷媒を第１蒸発器１６で凝縮するように構成している。
【００９７】
図９は冷凍サイクル１０側が冷房運転のときにおける冷凍装置の全体構成を示す模式図であり、図１０は冷凍サイクル１０側が暖房運転のときにおける冷凍装置の全体構成を示す模式図である。まず、図９に示すように、冷凍サイクル１０側には、第１、第２実施形態と同じように、第１凝縮器１２の下流側に、第２冷却用熱交換器１４ｂと第１冷却用熱交換器１４ａと設けるとともに、吸着式冷凍装置１００には、切換弁２５５〜２５７、三方弁２６１、２６２を設けて、第２冷却用熱交換器１４ｂおよび第１冷却用熱交換器１４ａに流通する第１冷媒を冷却するように冷水循環回路Ａを構成している。
【００９８】
また、第３実施形態と同じように、第１冷却用熱交換器１４ａの下流側に、第１蒸発器１６で蒸発された第１冷媒と第１冷却用熱交換器１４ａで熱交換された第１冷媒とを熱交換する第３冷却用熱交換器１４ｃを設けている。さらに、第２実施形態と同じように、第１凝縮器１２の上流側に、吸着コア１３０、１４０で熱交換された加熱媒体と圧縮機１１で圧縮された過熱ガス状態の第１冷媒とを熱交換する放熱用熱交換器１４ｄを設けて、放熱用熱交換器１４ｄで放熱した加熱媒体を吸着コア１３０、１４０に流通するように構成している。
【００９９】
なお、図中に示す２６３ａ〜２６５ａは開閉弁であり、冷房運転のときは、開閉弁２６３ａ、２６４ａを開弁させ、開閉弁２６５ａを閉弁させ、暖房運転のときは、開閉弁２６５ａを開弁させ、開閉弁２６３ａ、２６４ａを閉弁させる。また、図中に示す２６３ｂ〜２６５ｂは同じように開閉弁であり、これらの開閉弁２６３ｂ〜２６５ｂは、必要に応じて、それぞれを開弁、閉弁させて放熱用熱交換器１４ｄに加熱媒体が流通させるようにしている。
【０１００】
さらに、１７はアキュームレータであり、圧縮機１１の上流側に設けられ、気液を分離して気相冷媒が圧縮機１１に吸入されるようにしている。また、三方弁２６１、２６２は、本実施形態では、図中に示す矢印の方向に流れ方向が示されているが、必要に応じて第１冷却用熱交換器１４ａまたは第２冷却用熱交換器１４ｂのいずれか一方のみに熱交換媒体が流通するようにしても良い。
【０１０１】
以上の構成によれば、冷房運転のときに、第２蒸発器１５０、１６０で熱交換された熱交換媒体を冷熱源として、第１凝縮器１２で凝縮された第１冷媒を第２冷却用熱交換器１４ｂと第１冷却用熱交換器１４ａとで冷却できる。これにより、第１、第２実施形態と同様の効果を奏する。
【０１０２】
また、第１蒸発器１６で蒸発された第１冷媒と第１冷却用熱交換器１４ａで熱交換された第１冷媒とを熱交換する第３冷却用熱交換器１４ｃを設けることにより、吸着式冷凍装置１００を大型にしなくても、冷凍サイクル１０側の熱エネルギーで第１冷媒温度を低温にすることができるとともに、冷凍サイクル１０側の効率が向上できる。さらに、加熱媒体と過熱ガス状態の第１冷媒とを熱交換する放熱用熱交換器１４ｄを設けることにより、第２実施形態と同様の効果を奏する。
【０１０３】
次に、図１０に示すように、暖房運転のときは、第１蒸発器１６で第１冷媒が凝縮され、第１凝縮器１２で第１冷媒が蒸発する冷凍サイクルとなるため、第１冷却用熱交換器１４ａおよび第２冷却用熱交換器１４ｂは、吸着コア１３０、１４０および第２凝縮器１５０、１６０で熱交換された冷却媒体により膨張弁１５で減圧された気液２相状態の第１冷媒が加熱されるように構成される。これは、第４実施形態で述べた第１加熱用熱交換器１４ｅと同じ機能となって、冷却媒体により冷凍サイクル１０側を加熱することになる。従って、第４実施形態と同様の効果を奏する。
【０１０４】
また、暖房運転のときに、放熱用熱交換器１４ｄは、吸着コア１３０、１４０で熱交換された加熱媒体により膨張弁１５で減圧された気液２相状態の第１冷媒が加熱されるように構成される。これは、第４実施形態で述べた第２加熱用熱交換器１４ｆと同じ機能となって、加熱媒体により冷凍サイクル１０側を加熱することになる。従って、第４実施形態と同様の効果を奏する。
【０１０５】
（他の実施形態）
以上の実施形態では、第１凝縮器１２の下流側に設けられる第２冷却用熱交換器１４ｂを別体で配設させたが、これに限らず、第１凝縮器１２の下流側に一体に構成しても良い。また、第１凝縮器１２の下流側を凝縮された液相状態の第１冷媒が貯められるように配管容積を大きくするようにして、この部位において、第１凝縮器１２で凝縮される飽和蒸気状態の第１冷媒を凝縮するようにしても良い。この場合にはその第１凝縮器１２の下流側に第２冷却用熱交換器１４ｂを配設しても良い。
【０１０６】
また、以上の実施形態では、本発明を家庭用や業務用の空調装置に適用させたが、これに限らず、車両用空調装置に適用させても良い。また、加熱媒体をエンジン１９０の冷却水回路から取り入れるように構成したが、これに限らず、燃料電池車などに搭載される燃料電池を冷却する冷却水や発熱補機を冷却する冷却水を熱源としても良く、本発明では圧縮機１１をエンジン駆動で作動させているが、これに限らず、電気駆動の圧縮機でも良い。
【図面の簡単な説明】
【０１０７】
【図１】本発明の第１実施形態における冷凍装置の全体構成を示す模式図である。
【図２】本発明の第１実施形態における冷凍装置の第１冷媒の圧力とエンタルピとの関係を示すモリエル線図である。
【図３】本発明の第１実施形態における第１吸着器１１０で脱着作用を行なう第２工程における加熱媒体、冷却媒体および熱交換媒体の循環経路を示す模式図である。
【図４】本発明の第２実施形態における冷凍装置の全体構成を示す模式図である。
【図５】本発明の第３実施形態における冷凍装置の全体構成を示す模式図である。
【図６】本発明の第３実施形態における（ａ）は吸着器１１０、１２０の冷水温度と吸着剤量との関係を示す特性図、（ｂ）は冷凍装置の第１冷媒の圧力とエンタルピとの関係を示すモリエル線図である。
【図７】本発明の第４実施形態における冷凍装置の全体構成を示す模式図である。
【図８】本発明の第４実施形態の変形例における冷凍装置の全体構成を示す模式図である。
【図９】本発明の第４実施形態における冷凍装置の全体構成を示す模式図である。
【図１０】図９に示す冷凍装置における暖房運転のときの第１冷媒、加熱媒体、冷却媒体および熱交換媒体の循環経路を示す模式図である。
【符号の説明】
【０１０８】
１１…圧縮機
１２…第１凝縮器
１４ａ…第１冷却用熱交換器
１４ｂ…第２冷却用熱交換器
１４ｃ…第２冷却用熱交換器
１４ｄ…放熱用熱交換器
１４ｅ…第１加熱用熱交換器
１４ｆ…第２加熱用熱交換器
１５…膨張弁（減圧手段）
１６…第１蒸発器
１００…吸着式冷凍装置
１３０、１４０…吸着コア
１５０、１６０…第２蒸発器、第２凝縮器
１８０…放熱器
１８０ａ…送風機
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2005326073.tif 000008
【図７】
2005326073.tif 000009
【図８】
2005326073.tif 000010
【図９】
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【図１０】
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